更新世

第四纪第一个世,介于新近纪上新世和第四纪全新世之间,约开始于258.82万年前
第四的下級劃分
年代 (萬年)
第四紀 全新世 梅加拉亞期 0--0.42
諾斯格瑞比期 0.42--0.82
格陵蘭期 0.82--1.17
更新世 晚更新期英語Late_Pleistocene 1.17--12.6
千葉期英語Chibanian 12.6--77.3
卡拉布里亞期英語Calabrian_(stage) 77.3--180
格拉斯期英語Gelasian 180--258
新近紀 上新世 皮亞琴期 以前

ㄍㄥˋ新世[1](英語:Pleistocene發音: /ˈpls.təˌsn, -t-/[2]),亦稱洪積世,時間跨度約為258.8萬年前至1.17萬年前(約公元前9700年)[3],這是地質學新生代第四紀的早期階段[4],顯著特徵是氣候變冷,冰期間冰期交替。更新世俗稱為冰河時代(Ice Age)

1839年,英國地質學家查爾斯·萊爾首次提出「更新世」一詞,描述西西里島的地層,其中至少70%的軟體動物仍然存活,有別於更古老的上新世。萊爾起初認為上新世是最年輕的化石岩層,後來改稱更新世,意為「最新」。「更新世」(Pleistocene)一詞源自希臘語「πλεῖστος」(pleîstos,意為「最多」)和「καινός」(kainós,意為「新」)。這一名稱與「上新世」(Pliocene,意為「較新」)和「全新世」(Holocene,意為「完全新」)形成對比。

2009年,國際地質科學聯合會(IUGS)正式將更新世與上新世的分界調整為距今258.8萬年(BP),並確立格拉斯期為更新世的起點。此前,更新世的起點被認為是距今180.6萬年(BP),因此早期文獻中可能存在不同的定義。更新世的結束標誌著最後一個冰期的終結,同時也意味著舊石器時代的結束。

更新世的時間跨度為距今約258萬年(±0.005)至約1.17年(BP)。更新世經歷了多次冰川期,直到新仙女木冷期在公元前9640年(約11,654個日曆年BP)結束,標誌著全新世的開始。儘管全新世是一個新的地質年代,但其氣候特徵與更新世的間冰期相似。國際地層年代表將更新世劃分為四個階段:格拉斯期、卡拉布里亞期、千葉期(曾稱「中更新世」)和晚更新世。某些地區還採用地方性劃分。在此期間,歐洲經歷了七次主要冰期:拜伯冰期、多瑙冰期、群智冰期、哈斯拉赫冰期、民德冰期、里斯冰期和玉木冰期(Würm冰期)。

上新世末期,北美洲和南美洲通過巴拿馬地峽相連,促使兩大洲動物交換並改變海洋環流模式,導致約270萬年前北半球開始形成冰川。更新世的生物群與現代相似,許多現存生物屬,如松柏科植物、被子植物、昆蟲、軟體動物、鳥類和哺乳動物,均在這一時期出現。人類也首次在此期間出現。早更新世(258萬年至80萬年前),非洲的古人類(Homo屬)開始向亞非歐大陸擴散。隨著早更新世的結束,冰期循環從41,000年一周期轉變為不對稱的100,000年周期,氣候變化更加劇烈。更新世期間,早期新近紀的乾燥化和降溫趨勢持續,氣候因冰期循環而出現顯著波動。冰期頂峰時,海平面比現今低約120米(390英尺),亞洲和北美洲通過白令陸橋相連,北美洲北部的大部分地區被勞倫泰德冰蓋(Laurentide Ice Sheet)覆蓋。晚更新世見證了現代人類走出非洲、其他人類物種的滅絕,以及人類首次擴展到澳大利亞和美洲,伴隨著這些地區大型動物的滅絕。

古地理和氣候

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現代大陸在更新世期間基本處於現有位置,自該時期開始以來,其所處的板塊相對移動的距離不超過100公里(62英里)。在冰川期,海平面下降至比今天低120米(390英尺),暴露出大片現今大陸架的乾燥土地。

根據英國作家馬克·萊納斯(Mark Lynas)在其著作《改變世界的6℃》中的研究數據,更新世的氣候可視為持續的聖嬰現象。此期間,南太平洋信風減弱或轉向東,秘魯附近暖空氣上升,溫暖水流從西太平洋和印度洋向東擴散,呈現出其他聖嬰特徵。

更新世氣候的主要特點是反覆的冰川循環,部分地區的大陸冰川擴展至第40緯度。估計在冰川達到最大擴展時,地球表面約30%被冰覆蓋。此外,永久凍土帶從冰蓋邊緣向南延伸,在北美洲和歐亞大陸各有數百公里。冰緣地區的年均氣溫約為−6°C(21°F),而永久凍土邊緣的年均氣溫則為0°C(32°F)。

每次冰川推進都將大量水儲存於厚達1,500至3,000米(4,900至9,800英尺)的大陸冰蓋中,導致全球海平面暫時下降超過100米(300英尺)。在間冰期(如現今)時,淹沒的海岸線很常見,部分地區因等靜壓或其他上升運動而減輕影響。

冰川化的影響是全球性的。南極洲在更新世及前一個上新世期間一直被冰覆蓋,安第斯山脈南部則覆蓋著巴塔哥尼亞冰蓋。紐西蘭和塔斯馬尼亞同樣有冰川,現在正在退化的肯亞山、基利曼傑羅山和魯文佐里山脈的冰川規模更大,衣索比亞山脈和阿特拉斯山脈西部也存在冰川。

在北半球,許多冰川融合成一個整體。科迪勒拉冰蓋覆蓋北美西北部,勞倫泰德冰蓋覆蓋東部,芬諾-斯堪的那維亞冰蓋位於北歐,包括大部分英國,阿爾卑斯山則覆蓋著阿爾卑斯冰蓋。散布在西伯利亞和北極大陸架上的穹頂冰川,北海則被冰層覆蓋。

在冰蓋南部,因排水口被堵塞而積聚了大量湖泊,冷空氣減緩了蒸發。當勞倫泰德冰蓋退卻時,北中美洲被阿加西湖完全覆蓋。現今乾涸或幾乎乾涸的超過一百個盆地,曾是北美西部溢出的湖泊,例如,博內維爾湖曾位於現今的大鹽湖所在位置。歐亞大陸因冰川的徑流形成了大湖,河流變得更大,流量豐沛,呈現出支流交錯的特徵。非洲的湖泊更加充盈,顯然是由於蒸發減少,而沙漠則更為乾燥且面積更大。降雨量較低,主要因為海洋和其他地方的蒸發減少。

估計在更新世期間,東南極冰蓋厚度至少減薄了500米,自最後一次冰川最大值以來的減薄量則不足50米,並可能在約14,000年前開始。

 
更新世時期北極地區冰河時期的最大範圍
 
冰河時代反映在地球大氣中的二氧化碳中,儲存在南極洲冰川的氣泡中
 
根據格陵蘭冰芯,更新世末期的後冰期溫度演變

古週期

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米蘭科維奇循環

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氧同位素比循環

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生物

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動物群

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海洋和大陸的動物群大體上與現代相似,但出現了更多大型陸地哺乳動物,如猛獁象乳齒象雙門齒獸劍齒虎、老虎、獅子、原牛短面熊地懶巨猿。在孤立的地區,如澳大利亞、馬達加斯加、紐西蘭和太平洋島嶼,也出現了大型鳥類和一些爬行動物,如象鳥、恐鳥、哈斯特鷹昆坎鱷古巨蜥卷角龜

冰河時代劇烈的氣候變化對動植物群產生了重大影響。隨著冰川的推進,大陸大片地區變得無人居住,植物和動物不得不向南退避,面臨生存壓力。這些壓力主要來源於劇烈的氣候變化、棲息地減少和食物短缺。到了更新世晚期,許多大型哺乳動物(如猛獁象、乳齒象、劍齒虎雕齒獸披毛犀、各種長頸鹿科動物、西瓦鹿地懶大角鹿、穴獅(cave lions)、洞熊嵌齒象美洲擬獅恐狼短面熊)相繼滅絕。這一滅絕事件從更新世晚期開始,持續到全新世,尼安德塔人也在此期間消失。

隨著最後一個冰期結束,冷血動物、小型哺乳動物(如小林姬鼠)、遷徙鳥類以及更為迅速的動物(如白尾鹿)逐漸取代了巨型動物並向北遷移。晚更新世的大角羊相較於今天的後代更為瘦長,腿部更長。科學家認為,晚更新世的滅絕事件改變了捕食者的動物群,促使這些物種為了增強力量而非速度進行適應。

這次滅絕事件對非洲的影響微乎其微,但對北美尤為嚴重,本土的馬和駱駝都被消滅。

人類

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現代人類的演化發生在更新世[5][6]

在更新世早期,傍人Paranthropus)仍然存在,早期人類祖先也出現,但在更新世的大部分時間內,化石記錄中僅發現直立人

約180萬年前,隨著直立人的出現,阿舍利石器文化取代了較為原始的奧都萬文化,後者曾被南方古猿和最早的智人所使用。

約30萬年前,智人開始出現[7]

4萬至5萬年前,明確出現與現代人類行為相關的文物[8]

根據粒線體計時技術,現代人類在中更新世的Riss冰期後從非洲遷徙,並在晚更新世時遍布全球的無冰地區[9][10]

2005年的一項研究提出,在遷徙過程中,人類與已在非洲之外的古人類形式進行了雜交,古人類的基因物質被融入現代人類的基因庫中[11]

參見

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參考文獻

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  1. ^ 陳至立 (編). 更新世. 辞海. 上海: 上海辭書出版社. 2019 [2024-04-03]. ISBN 978-7-5326-5325-6. (原始內容存檔於2024-04-03). 
  2. ^ Jones, Daniel, Peter Roach; James Hartman; Jane Setter , 編, English Pronouncing Dictionary, Cambridge: Cambridge University Press, 2003 [1917], ISBN 3-12-539683-2 
  3. ^ Major Divisions. Subcommission on Quaternary Stratigraphy. International Commission on Stratigraphy. [25 September 2019]. (原始內容存檔於2020-01-19). 
  4. ^ Gibbard, P. and van Kolfschoten, T. (2004) "The Pleistocene and Holocene Epochs" Chapter 22 (PDF). [2020-01-17]. (原始內容 (PDF)存檔於2007-08-11).  (3.1 MB) In Gradstein, F. M., Ogg, James G., and Smith, A. Gilbert (eds.), A Geologic Time Scale 2004 Cambridge University Press, Cambridge, ISBN 0-521-78142-6
  5. ^ Rogers, A R; Jorde, L B. Genetic evidence on modern human origins. Human Biology. 1995: 1-36. 
  6. ^ Wall, J D; Przeworski, M. When did the human population size start increasing?. Genetics. 2000, 155 (4): 1865-1874. 
  7. ^ Hublin J J, Ben-Ncer A, Bailey S E, et al. New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of Homo sapiens[J]. Nature, 2017, 546(7657): 289-292.
  8. ^ Klein R G. Anatomy, behavior, and modern human origins[J]. Journal of world prehistory, 1995, 9: 167-198.
  9. ^ Cann R L, Stoneking M, Wilson A C. Mitochondrial DNA and human evolution[J]. Nature, 1987, 325(6099): 31-36.
  10. ^ Templeton A R. Out of Africa again and again[M]//Human Evolution Source Book. Routledge, 2016: 637-645.
  11. ^ Eswaran V, Harpending H, Rogers A R. Genomics refutes an exclusively African origin of humans[J]. Journal of Human Evolution, 2005, 49(1): 1-18.